JPH09264426A - 組合せオイルコントロールリング - Google Patents

組合せオイルコントロールリング

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JPH09264426A
JPH09264426A JP7453296A JP7453296A JPH09264426A JP H09264426 A JPH09264426 A JP H09264426A JP 7453296 A JP7453296 A JP 7453296A JP 7453296 A JP7453296 A JP 7453296A JP H09264426 A JPH09264426 A JP H09264426A
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Hiroyuki Kobayashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンの上昇行程間に組合せオイルコント
ロールリングで掻き上げる潤滑油の十分な量をクランク
室に戻す。 【解決手段】組合せオイルコントロールリングのスペー
サエキスパンダ2は、互いに離間して半径方向に配置さ
れる一対のアーム部6、7と、一対のアーム部6、7部
を連結すると共に耳部9が形成されたベース部8とを備
えたコ字状に形成されたスペーサユニット4とを備えて
いる。スペーサユニット4は連続して屈曲した薄い平板
状に形成され、隣接する各スペーサユニット4のアーム
部6、7は円周方向のコネクタ11により接続される。
スペーサエキスパンダ2は、ベース部8に形成されかつ
一対のアーム部6、7の間で径方向外側に延びると共
に、リング溝5の下側面5aから離間して傾斜して弾性
を有する舌片12とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関のピス
トンに装着されるオイルコントロールリング、特にガソ
リンエンジン等の高速内燃機関の燃焼室内に流入するオ
イルの抑制に好適な2ピース型の組合せオイルコントロ
ールリングに関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関のピストンに装着される従来の
オイルコントロールリングは、例えば、特開平5−23
1540号公報に示されるように、内燃機関のリング溝
内に配置されかつ環状に形成された鋼製のリング本体
と、リング本体の内側に配置されてリング本体を径方向
外側に弾性的に拡張するコイルエキスパンダと、リング
本体の上側及び下側に配置されかつ内燃機関のシリンダ
の内壁に当接する一対のサイドレールとを有する。最近
では、エンジンの軽量化、高速回転化のために、軽量な
オイルコントロールリングが望まれ、リング本体に弾性
を与えてコイルエキスパンダを省略した3ピース型オイ
ルコントロールリングが開発されている。3ピース型オ
イルコントロールリングは、スペーサエキスパンダと、
その上下に配置された一対のサイドレールとを備えてい
る。
【0003】しかしながら、更に上下方向に薄い構造の
オイルコントロールリングが必要とされ、例えば、特開
昭61−233265号、特公平3−61860号及び
特開平1−163446号等が開示されるように、1本
のスペーサエキスパンダと1本のサイドレールからなる
いわゆる2ピース型組合せオイルコントロールリングが
開発されている。このような2ピース型組合せオイルコ
ントロールリングには種々の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】即ち、2ピース型組合
せオイルコントロールリングでは、リング本体にスリッ
トを半径方向に形成し、サイドレールの外周部を支持す
る山部をリング本体に一体に形成するので、山部の剛性
が高い。このため、スペーサエキスパンダに半径方向の
外力が加わった場合、山部の弾性変形範囲が狭く、撓み
代が小さい欠点がある。このため、シリンダの変形に対
して、サイドレールの外周方向への追従性が不十分とな
る。また、断面係数が高くなりオイルリング張力が過度
に高くなる。更に、特公平3−61860号及び特開平
1−163446号のオイルコントロールリングでは、
サイドレールの外周端部を支持する外周山部は中実構造
であり、上下方向の撓み代が小さく、ピストンの上昇行
程間に掻き上げるオイルを下方に逃すギャップがほとん
ど形成されない。このため、ピストンの上昇行程間に十
分な量のオイルをクランク室に逃すことができず、オイ
ル消費量が増加する問題点があった。
【0005】この発明は、ピストンの上昇行程間に掻き
上げる潤滑油の十分な量をクランク室に戻す組合せオイ
ルコントロールリングを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の実施形
態による組合せオイルコントロールリングは、ピストン
のリング溝内に配置されかつリング溝の下側面と摺接す
る弾性を有する環状のスペーサエキスパンダと、スペー
サエキスパンダとリング溝の上側面との間に配置される
環状のサイドレールとからなる。連続して屈曲した薄い
平板状に形成されたスペーサエキスパンダは、互いに離
間して半径方向に配置される一対のアーム部と、一対の
アーム部を連結すると共に耳部が形成されたベース部と
を備えたコ字状に形成されたスペーサユニットとを備え
ている。耳部は、サイドレールの外周端部をシリンダ壁
に対して弾性をもって押圧すると共に、サイドレールの
内周端部をリング溝上内面に対して弾性をもって押圧す
る。隣接する各スペーサユニットのアーム部は円周方向
のコネクタにより接続される。スペーサエキスパンダ
は、ベース部に形成されかつ一対のアーム部の間で径方
向外側に延びると共に、リング溝の下側面から離間して
傾斜して弾性を有する舌片とを備えている。舌片は、サ
イドレールの外周端部付近の下側面を支持する。
【0007】半径方向の適度な弾性を有する耳部はシリ
ンダの変形に対してサイドレールに対して十分な追従性
を与え、シリンダの壁面とサイドレールとの間にと良好
なシール性を生ずる。また、弾性を有する舌片はピスト
ンが上昇行程にあるとき、シリンダ壁面との摩擦力によ
って十分に撓み、サイドレールとリング溝の上側面との
間に十分な大きさのギャップが形成され、ギャップを通
じて上方に掻き上げた潤滑油をクランク室に戻す。この
ため、サイドレールによって燃焼室内に掻き上げる潤滑
油の量が減少し、オイル消費量を低減することができ
る。
【0008】この発明の第2の実施形態では、隣接する
各スペーサユニットのアーム部は弾性を有しかつリング
溝の下側面から離間して傾斜しかつ円周方向のコネクタ
により接続される。スペーサエキスパンダは、ベース部
に形成された耳部と、ベース部に形成された舌片とを備
えている。アーム部は、サイドレールの外周端部付近の
下側面を支持する。第2の実施形態では、第1の実施形
態の舌片とアーム部の作用を交換した例である。
【0009】この発明の第3の実施形態では、隣接する
スペーサエキスパンダのアーム部の間で径方向外側に延
びると共に、リング溝の下側面から離間して傾斜して弾
性を有する舌片がコネクタに接続される。舌片は、サイ
ドレールの外周端部付近の下側面を支持する。第1の実
施形態において一対のアーム部間で舌片をコネクタに形
成した例である。
【0010】この発明の第4の実施形態では、コネクタ
に形成された弾性を有する舌片がリング溝の下側面から
離間して傾斜し、径方向外側に延びて、サイドレールの
外周端部付近の下側面を支持する。第4の実施形態で
は、舌片を形成したコネクタをアーム部の外端部に接続
する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明による組合せオイルコント
ロールリングの第1の実施形態〜第4の実施形態を図1
〜図6について説明する。
【0012】図1及び図2は、この発明の第1の実施形
態による組合せオイルコントロールリング1を示す。組
合せオイルコントロールリング1は、ピストン10のリ
ング溝5内に配置されかつリング溝5の下側面5aと摺
接する弾性を有する環状のスペーサエキスパンダ2と、
スペーサエキスパンダ2とリング溝5の上側面5bとの
間に配置される環状のサイドレール3とを備えている。
スペーサエキスパンダ2は、互いに離間して半径方向に
配置される一対のアーム部6、7と、一対のアーム部
6、7を連結すると共に耳部9が形成されたベース部8
とを備えたコ字状に形成されたスペーサユニット4とを
備えている。図示しないが、スペーサエキスパンダ2及
びサイドレール3は、全体として円環状に形成され、通
常のピストンリングと同様に1カ所に切り離された合い
口部分を有する。スペーサユニット4は連続して屈曲し
た薄い平板状に形成され、隣接する各スペーサユニット
4のアーム部6、7は円周方向のコネクタ11により接
続される。スペーサエキスパンダ2は、ベース部8に形
成されかつ一対のアーム部6、7の間で径方向外側に延
びると共に、リング溝5の下側面5aから離間して傾斜
して弾性を有する舌片12とを備えている。
【0013】平坦なアーム部6、7は、リング溝5の下
側面5a上に安定して保持される舌片12の基底をな
し、スペースエキスパンダ2の姿勢を安定化する。耳部
9はベース部8の内周側から垂直に上方にたち上がり、
図2に示すように上端が内周側に角度θ=10°〜25
°で屈曲し、耳部9の屈曲開始点9aは舌片12の先端
12aの高さと同じ位置に形成される。耳部9は、サイ
ドレール3の外周端部3aをシリンダ13の内壁13a
に対して弾性をもって押圧すると共に、サイドレール3
の内周端部3bをリング溝5の上側面5bに対して弾性
をもって押圧する。舌片12はベース部8の外周側から
半径方向外側に傾斜して立ち上がり、先端12aは屈曲
して水平面12bが形成される。舌片12は、サイドレ
ール3の外周端部付近の下側面3cを支持する。舌片1
2は水平にした場合、コネクタ11より外側に突出しな
い。
【0014】スペーサエキスパンダ2の厚さ及び1本の
サイドレール3の板厚によって、従来の3ピース型の組
合せオイルコントロールリングに比べて、リング厚さを
減少することができる。スペーサエキスパンダ2の耳部
9と舌片12とによってサイドレール3を支持し、リン
グ溝5の上側面5bに向かって突出して形成される耳部
9はサイドレール3に半径方向の十分な弾力を与える。
また、スペーサユニット4は半径方向に連続的に屈曲し
た形状で形成されるため、周方向に十分な弾性を有し、
耳部9の板厚又は幅寸法を選択して、サイドレール3の
張力を調整できる。更に、サイドレール3を介して加わ
る外力に対して、オイルコントロールリング1全体で変
形できるので、シリンダ13の径方向の変形に十分追従
することが可能となる。舌片12はスペーサユニット4
よりリング溝5の上側面5bに向かって傾斜して突出す
るので、板厚、幅及び突出寸法を選択して、最適の剛性
で撓み易く調整することができる。即ち、舌片12の縦
弾性係数をE、断面2次モーメントをI、突出長さをl
とし、舌片12の先端12aに荷重Wが加えられたとき
の舌片12の撓みδはδ=(Wl3)/3EIで示され
る。また、剛性はEIで表される。
【0015】従って、断面積が小さくて半径方向の適度
な弾性を有する耳部9はシリンダ13の変形に対してサ
イドレール3に対して十分な追従性を与え、シリンダ1
3の壁面とサイドレール3との間にと良好なシール性を
生ずる。また、ピストン10の上昇行程では、シリンダ
13とサイドレール3の摩擦力によってサイドレール3
がリング溝5の下側面5aに向かって押され、このた
め、弾性を有する舌片12は大きく撓むので、サイドレ
ール3とリング溝5の上側面5aとの十分な大きさのギ
ャップが形成される。このため、上昇行程で掻き上げた
潤滑油は舌片12の撓みによってサイドレール3と上側
面5aとの間に形成されたギャップを通って、リング溝
5の奥に形成されたオイル戻し孔5cよりオイルパンに
戻される。このため、サイドレール3によって燃焼室内
に供給される潤滑油の量が減少し、オイル消費量を低減
することができる。
【0016】図3及び図4は第1の実施形態の舌片12
とアーム部6、7の作用を交換したこの発明の第2の実
施形態を示す。図3及び図4に示すように、隣接する各
スペーサユニット4のアーム部6、7は弾性を有しかつ
リング溝5の下側面5aから離間して傾斜する。アーム
部6、7は、円周方向のコネクタ11により接続され、
コネクタ11の先端11aにはサイドレール3の外周端
部3a付近の下側面3cを支持する水平面11bが形成
される。ベース部8に形成された舌片12は、リング溝
5の下側面5a上に安定して保持される舌片12の基底
をなし、スペースエキスパンダ2の姿勢を安定化する。
【0017】図5は、一対のアーム部6、7間に設けた
舌片12をコネクタ11に形成したこの発明の第3の実
施形態を示す。図5に示すように、隣接するスペーサ3
のアーム部6、7の間にコネクタ11が接続され、コネ
クタ11に連結された弾性を有する舌片12は、径方向
外側に延び、リング溝5の下側面5aから離間して傾斜
する。舌片12は、サイドレール3の外周端3a部付近
の下側面3cを支持する。
【0018】図6は舌片12を形成したコネクタ11を
アーム部6、7の外端部に接続したこの発明の第4の実
施形態を示す。図5に示すように、サイドレール3の外
周端部3a付近の下側面3cを支持する弾性を有する舌
片12は、コネクタ11に接続され、リング溝5の下側
面5aから離間して傾斜して、径方向外側に延びる。
【0019】
【発明の効果】半径方向及び上下方向に十分な撓み代を
備え、スペーサエキスパンダの上下方向の柔軟性を高
め、ピストンの上昇行程間に燃焼室に送られる潤滑油の
量を減少して、潤滑油の消費量を低減することができ
る。また、組合せオイルコントロールリングの摩擦力を
軽減すると共に、摩耗量を低減し、内燃機関の寿命を延
長することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による組合せオイルコントロールリ
ングの第1の実施形態を示す斜視図
【図2】 図1の組合せオイルコントロールリングをピ
ストンのリング溝に装着した状態を示す断面図
【図3】 この発明による組合せオイルコントロールリ
ングの第2の実施形態を示す斜視図
【図4】 図3の組合せオイルコントロールリングをピ
ストンのリング溝に装着した状態を示す断面図
【図5】 この発明による組合せオイルコントロールリ
ングの第3の実施形態を示す斜視図
【図6】 この発明による組合せオイルコントロールリ
ングの第4の実施形態を示す斜視図
【符号の説明】
1・・組合せオイルコントロールリング、 2・・スペ
ーサエキスパンダ、3・・サイドレール、 4・・・ス
ペーサユニット、 5・・リング溝、 6、7・・アー
ム部、 8・・ベース部、 9・・耳部、 10・・ピ
ストン、 11・・コネクタ、 12・・舌片、 13
・・シリンダ、 13a・・内壁、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストンのリング溝内に配置されかつリン
    グ溝の下側面と摺接する弾性を有する環状のスペーサエ
    キスパンダと、スペーサエキスパンダとリング溝の上側
    面との間に配置される環状のサイドレールとからなる組
    合せオイルコントロールリングにおいて、 連続して屈曲した薄い平板状に形成されたスペーサエキ
    スパンダは、互いに離間して半径方向に配置される一対
    のアーム部と、一対のアーム部を連結すると共に耳部が
    形成されたベース部とを備えたコ字状に形成されたスペ
    ーサユニットとを備え、 耳部は、サイドレールの外周端部をシリンダ壁に対して
    弾性をもって押圧すると共に、サイドレールの内周端部
    をリング溝上内面に対して弾性をもって押圧し、 隣接する各スペーサユニットのアーム部は円周方向のコ
    ネクタにより接続され、 スペーサエキスパンダは、ベース部に形成されかつ一対
    のアーム部の間で径方向外側に延びると共に、リング溝
    の下側面から離間して傾斜して弾性を有する舌片とを備
    え、 舌片は、サイドレールの外周端部付近の下側面を支持す
    ることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
  2. 【請求項2】ピストンのリング溝内に配置されかつリン
    グ溝の下側面と摺接する弾性を有する環状のスペーサエ
    キスパンダと、スペーサエキスパンダとリング溝の上側
    面との間に配置される環状のサイドレールとからなる組
    合せオイルコントロールリングにおいて、 連続して屈曲した薄い平板状に形成されたスペーサエキ
    スパンダは、互いに離間して半径方向に配置される一対
    のアーム部と、一対のアーム部を連結すると共に耳部が
    形成されたベース部とを備えたコ字状に形成されたスペ
    ーサユニットと、ベース部に形成された舌片とを備え、 耳部は、サイドレールの外周端部をシリンダ壁に対して
    弾性をもって押圧すると共に、サイドレールの内周端部
    をリング溝上内面に対して弾性をもって押圧し、 隣接する各スペーサユニットのアーム部は、弾性を有し
    かつ円周方向のコネクタにより接続され、リング溝の下
    側面から離間して傾斜し、 アーム部は、サイドレールの外周端部付近の下側面を支
    持することを特徴とする組合せオイルコントロールリン
    グ。
  3. 【請求項3】ピストンのリング溝内に配置されかつリン
    グ溝の下側面と摺接する弾性を有する環状のスペーサエ
    キスパンダと、スペーサエキスパンダとリング溝の上側
    面との間に配置される環状のサイドレールとからなる組
    合せオイルコントロールリングにおいて、 連続して屈曲した薄い平板状に形成されたスペーサエキ
    スパンダは、互いに離間して半径方向に配置される一対
    のアーム部と、一対のアーム部を連結すると共に耳部が
    形成されたベース部とを備えたコ字状に形成されたスペ
    ーサユニットとを備え、 耳部は、サイドレールの外周端部をシリンダ壁に対して
    弾性をもって押圧すると共に、サイドレールの内周端部
    をリング溝上内面に対して弾性をもって押圧し、 隣接する各スペーサユニットのアーム部は円周方向のコ
    ネクタにより接続され、 隣接するスペーサユニットのアーム部の間で径方向外側
    に延びると共に、リング溝の下側面から離間して傾斜し
    て弾性を有する舌片がコネクタに接続され、 舌片は、サイドレールの外周端部付近の下側面を支持す
    ることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
  4. 【請求項4】ピストンのリング溝内に配置されかつリン
    グ溝の下側面と摺接する弾性を有する環状のスペーサエ
    キスパンダと、スペーサエキスパンダとリング溝の上側
    面との間に配置される環状のサイドレールとからなる組
    合せオイルコントロールリングにおいて、 連続して屈曲した薄い平板状に形成されたスペーサエキ
    スパンダは、互いに離間して半径方向に配置される一対
    のアーム部と、一対のアーム部を連結すると共に耳部が
    形成されたベース部とを備えたコ字状に形成されたスペ
    ーサユニットとを備え、 耳部は、サイドレールの外周端部をシリンダ壁に対して
    弾性をもって押圧すると共に、サイドレールの内周端部
    をリング溝上内面に対して弾性をもって押圧し、 隣接する各スペーサユニットのアーム部は円周方向のコ
    ネクタにより接続され、 径方向外側に延びると共に、リング溝の下側面から離間
    して傾斜して弾性を有する舌片がコネクタに形成され、 舌片は、サイドレールの外周端部付近の下側面を支持す
    ることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020015897A1 (de) * 2018-07-17 2020-01-23 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Mehrteiliger ölabstreif-kolbenring mit verringerter reibung
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